一种光学成像镜组、扫描显示装置及应用的制作方法

本申请涉及扫描显示，具体涉及一种光学成像镜组、扫描显示装置及应用。

背景技术：

1、扫描显示成像作为一种新兴的显示技术，可用于投影显示、近眼显示等多种应用场景。

2、然而，当扫描单元应用于近眼显示设备，比如，ar显示设备，目前适配光纤扫描器的镜组的出瞳距离较大，导致扫描单元投射的图像的光与波导的耦入区域不匹配，影响成像质量。除此之外，目前的镜组的镜片数量较多，其整体体积和质量较大。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种光学成像镜组和扫描显示装置，以满足。

2、本申请的另一目的在于提供一种扫描显示装置的应用，其被配置应用在近眼显示设备领域，具备较高的成像质量和小型化以及轻量化的特点。

3、本申请提供一种光学成像镜组，包括沿第一侧至第二侧依次共光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜，所述第一侧与光纤扫描器的出光端相对设置；其中，所述第一透镜至所述第三透镜对应的光焦度分别为正、负、正，所述第四透镜的光焦度为正或负，所述第一透镜的像侧面为凸面，所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为弯月状镜片且弯向所述第二侧，所述第四透镜的像侧面为凸面，物侧面为凹面。

4、进一步地，所述第一透镜和所述第四透镜均为非球面透镜。

5、进一步地，所述第二透镜和所述第三透镜中的至少一个为非球面透镜。

6、进一步地，所述第一透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在1.07～1.76的范围内；所述第二透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在-1.23～-0.62的范围内；所述第三透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在0.53～1.37的范围内；所述第四透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在-11.99～2.63的范围内。

7、进一步地，所述第一透镜的折射率在1.5～1.6的范围内，阿贝数在35.6～81.6的范围内；所述第二透镜的折射率在1.64～1.85的范围内，阿贝数在21.2～31.3的范围内；所述第三透镜的折射率在1.5～1.8的范围内，阿贝数在49.2～81.3的范围内；所述第四透镜的折射率在1.7～1.8的范围内，阿贝数在34.4～49.3的范围内。

8、进一步地，所述光学成像镜组的出瞳距离大于5mm。

9、进一步地，所述光学成像镜组满足以下条件：焦距范围为2.66mm～2.75mm，视场角度为20度，光圈系数范围为1.62～1.67。

10、进一步地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜中任意一个透镜的像面侧处的零轴光线相对光轴的高度均大于所述透镜的物面侧处的零轴光线相对光轴的高度。

11、本申请还提供一种扫描显示装置，包括光纤扫描器及前述权利要求1至8中任一项所述的光学成像镜组和振镜，所述光纤扫描器的扫描光纤在驱动信号的驱动下沿一方向振动并形成线状扫描轨迹，透过所述光学成像镜组后，在所述振镜的作用下形成图像。

12、本申请还提供一种如上述的扫描显示装置的应用，其包括：将所述扫描显示装置配置在近眼显示设备中。

13、采用本申请实施例中的技术方案可以实现以下技术效果：光学成像镜组通过透镜数量、各透镜面型结构、光焦度正负性的分配等因素的配置，使得光学成像镜组具有较长的出瞳距离，以使反射镜和振镜组件可以放置在波导与光学成像镜组之间，使其具有小型化和轻量化的特点；同时也能够将扫描显示装置在x方向的出瞳位置位于波导镜片的耦入区域以及将扫描显示装置在y方向的出瞳位置位于振镜组件处，进而保证扫描显示装置出射的光束在到达波导镜片的耦入区域时的光束分离较小，从而提高光能利用率以保证成像质量。

14、本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请的技术方案而了解。本申请的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

1.一种光学成像镜组，其特征在于，所述光学成像镜组包括沿第一侧至第二侧依次共光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜，所述第一侧与光纤扫描器的出光端相对设置；

2.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第一透镜和所述第四透镜均为非球面透镜。

3.根据权利要求1或2所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜中的至少一个为非球面透镜。

4.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第一透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在1.07～1.76的范围内；所述第二透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在-1.23～-0.62的范围内；所述第三透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在0.53～1.37的范围内；所述第四透镜的焦距与所述光学成像镜组的总焦距的比值在-11.99～2.63的范围内。

5.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第一透镜的折射率在1.5～1.6的范围内，阿贝数在35.6～81.6的范围内；所述第二透镜的折射率在1.64～1.85的范围内，阿贝数在21.2～31.3的范围内；所述第三透镜的折射率在1.5～1.8的范围内，阿贝数在49.2～81.3的范围内；所述第四透镜的折射率在1.7～1.8的范围内，阿贝数在34.4～49.3的范围内。

6.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述光学成像镜组的出瞳距离大于5mm。

7.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述光学成像镜组满足以下条件：焦距范围为2.66mm～2.75mm，视场角度为20度，光圈系数范围为1.62～1.67。

8.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜中任意一个透镜的像面侧处的零轴光线相对光轴的高度均大于所述透镜的物面侧处的零轴光线相对光轴的高度。

9.一种扫描显示装置，其特征在于，包括光纤扫描器及前述权利要求1至8中任一项所述的光学成像镜组和振镜，所述光纤扫描器的扫描光纤在驱动信号的驱动下沿一方向振动并形成线状扫描轨迹，透过所述光学成像镜组后，在所述振镜的作用下形成图像。

10.一种如权利要求9所述的扫描显示装置的应用，其特征在于，将所述扫描显示装置配置在近眼显示领域中。